Средний выход углеводородных компонентов после концентрирования пентанового раствора эталонной смеси различными способами

(Расчет по данным ГЖХ)

Углеводороды	Взято на	Средний выход, % объемн.
модельной смеси	концентрирова-ние, мкл	Роторный испаритель ИР-1М	Полумикроректификацион-ная колонка "Simax"
Гексан	243,0	32,1	74,5
Изооктан	221,0	56,9	98,1
Толуол	294,0	63,8	98,5
Нонан	242,0	99,6	99,6

Ректификационная колонка "Simax" показана на рис. 2.16,а.

Рис. 2.16. Оборудование для концентрирования экстрактов:

а - полумикроректификационная колонка "Simax":

1 - куб-испаритель; 2 - ректификационная колонка; 3 - шток для регулирования флегмы; 4 - холодильник (пальчиковый); 5 - сборник дистиллята.

б - роторный испаритель:

1 - трубка с керном для перегонной колбы; 2 - перегонная колба; 3,5 - соединительные муфты; 4 - приемная колба; 6 - уплотнитель; 7 - регулятор высоты; 8 - кран для сброса вакуума; 9 - мотор с регулятором; 10 - обратный холодильник

Концентрируемый раствор заливают в "куб" – колбу 1. Колба нагревается на водяной бане плиткой с закрытым обогревом. Температура в бане не должна превышать температуру кипения растворителя более чем на 5-10 ⁰С. Для поддержания необходимой температуры лучше всего пользоваться специальным терморегулятором. Флегмовое число при отгонке должно быть около 2,5-3. Оно регулируется штоком 4. Отгонку растворителя прекращают, когда в кубе остается необходимый для анализа объем концентрированного экстракта (1-2 мл).

При отсутствии микроректификационной колонки для концентрирования экстракта можно воспользоваться ротационным (ротор­ным) испарителем (рис. 2.16,б). Однако потери целевых компонентов при этом, как видно из табл. 2.12, будут больше [106]. В крайнем случае, при отсутствии того и другого приборов концентрирование проводят обычной отгонкой растворителя при атмосферном давлении на установке с дефлегматором, как это описано в [75].

2.4. Лабораторные исследования; общий методический подход

Для исследования остатков ЛВЖ и ГЖ могут быть использованы (отдельно или в комплексе) ряд хроматографических, спектральных и микрохимических методов. Основным, наиболее информативным, следует, видимо, считать газожидкостную хроматографию (ГЖХ) [40, 64-67]. Подбор соответствующей фазы и условий хроматографирования позволяет разделить неизвестное вещество на отдельные компоненты, установив их количество и даже, частично или полностью, идентифицировав эти компоненты по параметрам удерживания. Для остатков НП газожидкостная хроматография позволяет установить такие важнейшие характеристики, как групповой, углеводородный и фракционный составы. Так, например, с использованием капиллярных колонок удается выделить из НП легких и средних фракций до 150-200 компонентов [40].

Перспективным, но мало используемым пока в криминалистической практике методом является жидкостная хроматография. Этот метод позволяет выделять и идентифицировать более тяжелые органические вещества, нежели метод ГЖХ. Это очень ценно при поисках остатков инициаторов горения на пожаре, т.к. именно тяжелые компоненты нефтепродуктов, как уже отмечалось, лучше всего сохраняются в этих условиях.

Тонкослойная хроматография (ТСХ) является одним из наиболее простых и быстро осуществляемых методов. Методом ТСХ могут быть исследованы ряд горючих жидкостей, в частности, все светлые нефтепродукты, а также горюче-смазочные материалы. Хроматографирование в тонком слое сорбента позволяет разделить исследуемый продукт, в зависимости от строения и молекулярного веса, на ряд зон, каждая из которых содержит группу веществ с более или менее общими структурными характеристиками и, соответственно, хроматографической под­вижностью. Получаемые хроматограммы являются отражением струк­турно-группового состава исследуемой горючей жидкости (нефте­продукта). Дополнительную информацию о природе продуктов разделения в тонком слое позволяет получить обработка хроматограмм проявляющими реагентами, дающими цветную реакцию с различными функциональными группами.

Методы молекулярной спектроскопии в инфракрасной и ультрафио­летовой области позволяют определять функциональный состав и струк­туру анализируемых продуктов. Инфракрасные спектры дают воз­­можность обнаружить наличие в экстрактах веществ с кислородсодер­­­жащими (гидрок­сильными, карбонильными, карбоксильными, эфир­­­­­ными), азотсодержащими, серусодержащими функциональными груп­пами; алифатических и ароматических углеводородных фрагментов. На основании этих данных делается заключение о предполагаемой при­роде горючей жидкости (нефтепродукт, индивидуальное вещество, углеводород, спирт и т.п.). Недостатком метода ИК-спектроскопии является сложность дифференциации веществ одинакового функциона­ль­но­го, но различного фракционного состава, например, тяжелых и легких НП, углеводородов одного гомологического ряда и т.п. Ультрафио­­летовая спектроскопия может быть использована преимущественно для обнаружения горючих веществ ароматической и гибридной природы.

Эмиссионный спектральный анализ (ЭСА) и рентгено-флуо­рес­цент­­ный анализ (РФА) позволяют определять состав минеральных ком­­понентов или примесей в ЛВЖ и ГЖ, в первую очередь, в нефтепро­­­дуктах. Наиболее эффективно применение этого метода для обнару­­­­жения этилированных бензинов - по окиси свинца, образующейся при сгорании этиловых жидкостей (тетраметил- и тетраэтилсвинца) [79].

Флуоресцентная спектроскопия в экспертизе пожаров до восьмидесятых годов практически не применялась. Возможность и эффективность ее использования для обнаружения остатков светлых НП на пожаре была показана нами в работах [64-66, 107].

Для классификации нефтепродуктов при их экспертном исследовании предлагалось использовать и масс-спектроскопию [80]. К сожалению, как отмечают сами авторы указанной работы, масс-спектры сильно меняются даже при частичном испарении НП. Это делает проблематичным использование метода для исследования выгоревших остатков НП.

Наиболее изучены к настоящему времени проблемы криминалистического исследования с помощью указанных методов светлых нефтепродуктов и минеральных масел, чему мы в первую очередь обязаны работам сектора НП и ГСМ ВНИИ судебных экспертиз под руководством И.А.Золотаревской и работам сотрудников ВНИИ МВД (ныне ЭКЦ МВД РФ) [40, 81-83].

В табл. 2.13 приводится схема комплексного исследования светлых нефтепродуктов, рекомендованная в работе [40]. Публикуя эту схе­му, мы придерживаемся терминологии ее авторов, обозначая термином "легковоспламеняющиеся нефтепродукты" (ЛВНП), кроме бензинов, также и керосины, и дизельные топлива, хотя последние, строго говоря, принадлежат к горючим жидкостям (ГЖ), а не ЛВЖ [84].

Таблица 2.13

Схема комплексного исследования легковоспламеняющихся нефтепродуктов для решения классификационных задач (по материалам [40])

Этап исследования	Задачи этапа
1. Ознакомление с материалами дела
2. Внешний осмотр. Органолептическое исследование. Осмотр в УФ- лучах	Выявление признаков, свидетельствующих о присутствии следов ЛВНП на предмете - носителе
3. Исследование газовой фазы над предметом - носителем методом ГЖХ	Установление наличия или отсутствия легколетучих компонентов, присущих НП
4. Подготовка объектов для исследования хроматографическими методами	Извлечение ЛВНП (экстракция орг. растворителями и др. методы), очистка экстракта
5. Исследование группового состава методом ТСХ	Обнаружение следов ЛВНП и установление родовой принадлежности в-ва сравнением с модельными образцами
6. Исследование красителей этилированных бензинов методом ТСХ	Обнаружение красителей
7. Исследование тетраэтилсвинца методом ЭСА или хим. методами	Обнаружение свинца (ТЭС) и количественная оценка его содержания
8. Исследование экстракта в УФ- области спектра	Обнаружение НП и установление вида по структуре ароматических углеводородов, входящих в состав НП
9. Исследование углеводородного состава методом ГЖХ	Установление конкретного вида (марки) ЛВНП
10. Математическая обработка хроматографических данных	Установление принадлежности ЛВНП к конкретному виду {бензин (марка), керосин, дизельное топливо}

Можно спорить об отдельных нюансах приведенной схемы, но в целом, исходя из сегодняшнего уровня знаний и экспертных возможностей, ее, видимо, следует признать оптимальной. Не будем, однако, забывать, что ориентирована схема:

а) на исследование одной, хотя и основной, разновидности потенциальных источников горения – ЛВНП.

б) на исследование преимущественно неизмененных (нативных) или малоизмененных НП.

Испарение и выгорание жидкости на пожаре приводит не только к уменьшению ее количества, но, что существеннее, к изменению ее компонентного состава. Легкие компоненты испаряются и выгорают в пер­вую очередь, и на объектах-носителях в сорбированном состоянии ос­таются, как уже отмечалось, наиболее тяжелые компоненты, в том числе - примесные, неорганические добавки и т.п. На определенных стадиях выгорания следовые остатки, например, бензина или керосина, вообще обнаруживаются только по присутствию тяжелых полиядерных примесей - компонентов нефтяного сырья. Причем обнаруживаются, как правило, соответствующими методами - ТСХ с проявлением специальными реагентами или флуоресцентной спектроскопией. В то же время, УФ- спектроскопия при выгорании нефтепродукта быстро теряет свою чувствительность; при обычных условиях хроматографирования ГЖХ указанные выше тяжелые остатки также не обнаруживает.

Об относительной эффективности различных методов анализа в обнаружении выгоревших остатков светлых нефтепродуктов можно судить по данным таблицы 2.14.

Таблица 2.14